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In Inhalt und Zusammensetzung des mobilen Batterietests haben wir erläutert, warum DXOMARK den Batterietest-Benchmark entwickelt hat, und allgemein beschrieben, welche Testelemente wir durchführen, um die Batterielebensdauer von Smartphones (wie lange sie nach dem Aufladen verwendet werden kann, auch als Batterielebensdauer bezeichnet) und das Laden zu bewerten (wie lange das Aufladen dauert) und Effizienz (wie gut das Telefon den Akku vom Laden bis zur vollständigen Entladung verwaltet). In diesem Artikel befassen wir uns eingehender mit den Besonderheiten der von Ingenieuren verwendeten Geräte und den Testverfahren, denen sie folgen – mit anderen Worten, wie wir Smartphone-Batterien testen .

Nicht nur die Größe des Akkus entscheidet über die Leistung eines Smartphone-Akkus. Wie lange ein Akku hält, hängt von mehreren Faktoren ab, darunter der Hardware und Software des Telefons, den Konfigurationsmöglichkeiten des Telefons; ob Prozesse, die im Hintergrund laufen, während das Telefon aktiv genutzt wird oder im Leerlaufmodus ist, den Akku aktiv entladen; und natürlich wie wie oft das Telefon vom Benutzer verwendet wird. Methode und Häufigkeit.

Die Herausforderung für die Hersteller besteht darin, die richtige Balance zwischen High-End-Konfiguration und Akkulaufzeit zu finden, aber es ist nicht einfach, die Erwartungen der Verbraucher zu erfüllen, etwa den Wunsch, dass das Telefon über den besten und hellsten Bildschirm verfügt, 5G bereitstellen kann und andere Stromanschlüsse, bessere Kamera- und Videofunktionen und stellen Sie sicher, dass die Akkulaufzeit des Telefons lang genug ist, damit es nicht häufig aufgeladen werden muss.

Werfen wir einen detaillierten Blick auf die zum Testen verwendeten Geräte und erläutern wir anschließend im Detail, wie Telefonbatterien in bestimmten Testroutinen und Anwendungsfällen bewertet werden.

Unsere Testtools

Faradayscher Käfig

Das neueste Labor von DXOMARK ist auf Batterietests spezialisiert und der Faradaysche Käfig ist der Hauptbestandteil des Labors. Im Inneren des Faradayschen Käfigs sind Wände, Decke und Boden mit einer 2 mm dicken Stahlplatte ausgekleidet, die das Smartphone von externen Netzwerken und anderen Störungen isoliert, die die Messgenauigkeit und Wiederholbarkeit beeinträchtigen könnten. Dieser Faradaysche Käfig beherbergt einen WLAN-Zugangspunkt und einen Mobilfunk-Repeater, um eine stabile Verbindung zu gewährleisten. Auf dem Dach unseres Gebäudes befindet sich eine Außenantenne, die das Signal des französischen Netzbetreibers Orange empfängt, und der Netzwerk-Repeater kann es auf einen vorgegebenen Pegel verstärken und über die Antenne im Käfig im Inneren des Käfigs verteilen (4G -100 dB). für 3G, -80 dB für 3G und -70 dB für 2G).

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Ein Touch-Roboter in einem Faradayschen Käfig

Touch-Roboter

Wir verfügen derzeit über vier Touchbots in Faradayschen Käfigen, die für Dauertests in zwei von drei Hauptanwendungsfällen eingesetzt werden können: Heim/Büro und Kalibrierungsmodus. Seine Touch-Funktionalität ist so programmiert, dass es menschlichen Gesten (Scrollen, Wischen, Tippen) mit einem Smartphone folgt, und es verfügt über Computer-Vision-Funktionen, die verschiedene App-Symbole und Tastaturen erkennen und sogar auf unerwünschte Popup-Nachrichten reagieren können. Reaktion. Darüber hinaus ist jeder Roboter mit einem Beleuchtungssystem ausgestattet, das die Lichtverhältnisse in Wohnungen, im Freien und in Büros simuliert. Beleuchtungsintensität und Farbtemperatur ändern sich mit der Tageszeit, sodass das Telefon die Helligkeit an diese Änderungen anpassen muss (was dramatische Auswirkungen auf den Stromverbrauch haben kann). In der Nähe des Roboters ist eine intelligente Steckdose installiert, um den Ladezustand des Telefons zu steuern. Sie können beispielsweise den Ladevorgang von vier vollständig geladenen Geräten gleichzeitig stoppen, um gleichzeitig einen Test zu starten, oder sogar mit dem Laden eines Geräts bei einem bestimmten Akkuladestand beginnen.

Ausgestattet mit einem einfachen Druckknopfschalter aktiviert der Roboter den Bildschirm, bevor jeder Testfall beginnt, und von Zeit zu Zeit, um das Verhalten von Personen nachzuahmen, die schnell Benachrichtigungen oder die Uhrzeit während des Tages überprüfen. Die vier Roboter werden gleichzeitig unter der Steuerung des Sequenzers arbeiten, der alle Routineereignisse und Beleuchtungssysteme des Tests auslöst. Wir verwenden einen fünften Roboter, um den Einrichtungsassistenten auszuführen, bevor die Testroutine beginnt, um zu überprüfen, ob jedes Symbol von den anderen Robotern korrekt erkannt wird und ob ihre Gesten für die spezifische Benutzeroberfläche (Symboldesign, Gesten, Bildschirmgröße, Layout) des Roboters geeignet sind Gerät verwendet wird.

Wir haben das Telefon mit den standardmäßigen Standardeinstellungen getestet; 5G war die einzige Einstellung, die wir deaktiviert haben, da unsere Labore noch keine 5G-Abdeckung haben und Geräte, die 5G-Verbindungen unterstützen, ungerechtfertigterweise beeinträchtigt würden. (Wir werden 5G-Messungen zu unseren Benchmarks hinzufügen, sobald wir in unserem Labor eine 5G-Abdeckung haben.)

Oszilloskop

Wir verwenden ein Rohde & Schwartz RTE 10124-Oszilloskop mit Strom- und Spannungstastköpfen, um die Leistung der Primär- und Sekundärversorgung über die Zeit zu messen. (Primärstrom ist der Strom, der aus der Steckdose entnommen wird, bevor der Wandstrom zum Ladegerät gelangt; Sekundärstrom ist der Strom, der vom Ladegerät entnommen wird, wenn das Smartphone nicht angeschlossen ist.) Um den Sekundärstrom messen zu können, haben wir ein spezielles Gerät entwickelt Leiterplattenkarten (eine USB-A- und eine USB-C-Karte), die das Einsetzen von Strom- und Spannungstastköpfen ermöglichen, ohne das Ladeprotokoll zu beeinträchtigen

Benchmarks für Handy-Akkus

Batterielebensdauer

Heimbüro

In unserem Heim-/Büro-Szenario durchläuft unser Roboter einen genau definierten 24-Stunden-Aktivitätszyklus, beginnend mit dem vollständigen Aufladen des Smartphones und dann wiederholt, wenn er sich selbstständig herunterfährt. Das System überwacht die Batterieladeanzeige in jeder Phase des Zyklus, um zu messen, wie viel Strom aus der Batterie entnommen wird und wie viel Prozent der tatsächlichen Ladung noch übrig sind.

Wir verwenden 24 Stunden lang die neuesten Versionen einiger der beliebtesten Apps in Europa, wo sich das Labor befindet, und das Testszenario umfasst 4 Stunden Bildschirmzeit pro Tag (Untersuchungen zeigen, dass dies die durchschnittliche Nutzungsdauer weltweit ist) und viele mehr Arten von Aktivitäten: Soziales und Kommunikation, Musik, Video, Spiele usw. (Bitte beachten Sie, dass einige Testergebnisse aufgrund von Unterschieden in der Netzwerkqualität, den verfügbaren Anwendungen usw. zwischen unserem Standort und anderen Standorten variieren können, wenn sie an einem anderen Ort getestet werden.)

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DXOMARK-Roboter bei der Arbeit

Outdoor-Mobile

Telefone sind mobil , daher führen wir eine Reihe von Tests durch, um zu sehen, wie sich der Akku auswirkt, wenn das Smartphone „in Bewegung“ ist. Wie bei den stationären Android-Tests haben wir alle Telefone auf die Standardeinstellungen zurückgesetzt und nur die 5G-Einstellung deaktiviert, da 5G während unseres gesamten Tests für uns nicht verfügbar war. Wir verwenden ein Referenztelefon (immer dasselbe), um Schwankungen wie Wetter und Temperatur zu berücksichtigen.

Unser Outdoor-Mobilitätstest umfasste Aktivitäten, die Menschen normalerweise beim Pendeln mit öffentlichen Verkehrsmitteln ausführen, wie Telefonieren und Surfen in sozialen Apps, sowie Aktivitäten im Auto oder zu Fuß (GPS-Navigation, Musik-Streaming sowie das Aufnehmen von Fotos und Videos). Unterwegs gibt es einige Kontrollpunkte, an denen wir die Tests für jeden Testfall starten, dann zum nächsten Kontrollpunkt laufen, um den Stromverbrauch zu messen, und dort den nächsten Testfall starten.

Kalibrierungstest

Bei der Durchführung eines Kalibrierungsfalltests in einem Faradayschen Käfig lassen wir den Roboter eine Reihe von Aktivitäten in einem bestimmten Anwendungsfall wiederholen. Hier ist unsere aktuelle Reihe von Anwendungsfällen:


    • Video-Streaming (über Mobilfunk und WLAN)

    • Video-Wiedergabe

    • Musik Streaming

    • Spiel

    • Forderung

    • Leerlauf

„Kalibrierungstest“ bedeutet, dass wir bei unseren Tests für jedes Telefon die gleichen Einstellungen und Anwendungsparameter verwenden. Beispielsweise stellen wir die Displayhelligkeit auf 200 cd/m2 ein; wir messen den Ton vom Telefonlautsprecher in einem Abstand von 10 cm; wir stellen die Lautstärke des Telefonlautsprechers auf 60 dB ein; wir verwenden die gleichen Umgebungslichtbedingungen. Anschließend messen wir den Energieverbrauch jeder Aktivität, sodass Sie sehen können, wie viele Stunden Sie beispielsweise ein intensives Videospiel spielen oder Musik hören können.

Die Ergebnisse dieser drei Akkulaufzeit-Tests geben Ihnen eine Vorstellung von der erwarteten Akkulaufzeit (in Tagen/Stunden/Sekunden) eines Smartphones, einschließlich der Menge an Akku, die über Nacht verloren geht, wenn das Smartphone nicht aktiv genutzt wird, und wie viel Bei bestimmten Aktivitäten wird Strom verbraucht. Basierend auf den Ergebnissen typischer Nutzungsszenarien und mobiler Testfälle haben wir außerdem drei verschiedene Akkulaufzeittypen entwickelt : leichte, mäßige und starke Nutzung Nach unseren Schätzungen bedeutet leichte Nutzung 2,5 Stunden aktive Nutzung pro Tag; mäßige Nutzung bedeutet 4 Stunden aktive Nutzung; und starke Nutzung bedeutet 7 Stunden kontinuierliche Nutzung. Diese Schätzungen der Nutzungsart sollen Ihnen eine bessere Vorstellung davon geben, wie viel Akkulaufzeit Sie haben, basierend auf der Häufigkeit, mit der Sie Ihr Telefon verwenden

Linearität

Ein weiterer unserer Ladetests befasst sich mit der Genauigkeit der Akkuladeanzeige oder Tankanzeige eines Smartphones. Der auf der Benutzeroberfläche des Bildschirms angezeigte Akkuladestand spiegelt bekanntermaßen nicht immer genau die verbleibende Akkuladung wider. Dies kann dazu führen, dass zwei Telefone mit der gleichen Akkugröße sehr unterschiedlich lange brauchen, bis der Akku leer ist, wenn ihre Ladestandanzeige nur noch 10 % anzeigt.

Hier entwerfen wir einen Anwendungsfall, der eine quantitative Menge an Strom verbraucht, um die Linearität der Batterie zu messen. Nachdem der Akku vollständig aufgeladen ist, spielen wir im Vollbildmodus ein Video mit weißem Bildschirm und ohne Ton ab. Wir haben das Telefon in den Flugmodus versetzt und die Helligkeit auf Maximum gestellt.

Anschließend führen wir für jedes Telefon zwei Messungen durch. Punkte werden abgezogen, wenn die Akkuanzeige Ihres Telefons eine verbleibende Akkulaufzeit von 20 % anzeigt, tatsächlich aber weniger als 20 % übrig sind, denn wenn Sie sehen, dass die wertvollen 20 % der Akkulaufzeit in kurzer Zeit schnell aufgebraucht sind, ist das sehr frustrierend.

Aufladung

Wie in unserem Einführungsartikel erwähnt, basieren unsere Ladeergebnisse auf den Volllade- und Schnellladetests . Für diese Tests verwenden wir das offizielle Ladegerät und Kabel, das mit dem Telefon geliefert wurde, oder kaufen ein Ladegerät, das auf der offiziellen Website des Herstellers empfohlen wird.

voll aufgeladen

Der Vollladetest dient hauptsächlich dazu, die Zeit zu bewerten, die erforderlich ist, um den Akku des Mobiltelefons von 0 % auf 80 % und dann von 80 % auf 100 % aufzuladen; es gibt auch die Zeit, die vergeht, wenn die Akkuanzeige 100 % anzeigt wenn das Mobiltelefon vollständig aufgeladen ist. (Sie wissen es vielleicht nicht: Nur weil auf dem Bildschirm Ihres Telefons angezeigt wird, dass der Akku vollständig aufgeladen ist, heißt das nicht, dass er tatsächlich vollständig aufgeladen ist. Wir messen, wie lange es dauert, bis der Akku tatsächlich vollständig aufgeladen ist.)

Wir haben auch die Primärleistung und Geschwindigkeit der Geräte gemessen, die mit kabellosem Laden ausgestattet sind.

schnelles Aufladen

In unserem Schnellladetest messen wir die Lademenge, die ein Smartphone erhält, wenn es fünf Minuten lang an eine Steckdose angeschlossen wird, und zwar bei unterschiedlichen Ladezuständen: 20 %, 40 %, 60 % und 80 %. Denn die Restleistung des Akkus kann sich kurzfristig erheblich auf die Ladeleistung auswirken.

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In einem anderen Test haben wir Gamelofts Asphalt 9 mindestens 20 Minuten lang auf dem Telefon gespielt, bis die Akkuanzeige eine verbleibende Ladung von 5 % anzeigte. Anschließend haben wir das Telefon an das Ladegerät angeschlossen, um zu prüfen, wie viel und wie viel der Akku aus der Steckdose verbraucht schnell lädt es sich auf. Dies hilft uns zu prüfen, wie stark sich intensives Gaming auf die Gegner auswirkt, da das Telefon anders lädt, wenn es durch intensive Nutzung heiß wird, als bei normaler Nutzung.

Effizienz

Aufladung

 

Unsere Leistungsbewertung basiert auf unseren Sonden- und Oszilloskopmessungen des Ladevorgangs, der Fähigkeit des Akkus, Strom von der Steckdose auf das Smartphone zu übertragen, und wie viel Strom vom Ladegerät übrig bleibt, wenn das Telefon vollständig aufgeladen ist.

Nehmen wir als Beispiel einen 5000-mAh-Akku mit einer Nennspannung von 4 V. Die typische elektrische Kapazität einer solchen Batterie gehen wir von 20 Wh (Wattstunden = 5 Ah x 4V) aus. In unserem Ladetestprogramm messen wir die Stromaufnahme aus einer Steckdose bei voller Ladung. Nehmen wir an, wir messen 25 Wh, was bedeutet, dass der Akku einen Wirkungsgrad von 80 % hat (20 Wh im Akku gespeichert, geteilt durch 25 Wh verbraucht).

Wir haben auch die Effizienz des Reiseadapters berechnet. Dabei handelt es sich einfach um das Verhältnis der sekundär verbrauchten Leistung (nach dem Reiseadapter in Wh) zur primär verbrauchten Leistung (vor dem Reiseadapter in Wh).

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In unserer ersten Referenzdatenbank haben wir Ladeeffizienzen zwischen 63 % und 88,6 % und Reiseadapter zwischen 80 % und 94 % gemessen. Wenn unsere getesteten Smartphones vollständig aufgeladen, aber noch an das Stromnetz angeschlossen waren, lag der verbleibende Stromverbrauch zwischen 80 mW und 500 mW; der Stromverbrauch beträgt 10 bis 150 mW.

Entladung

Wir haben auch die Entladeleistung berechnet, das ist das Verhältnis der Batteriekapazität geteilt durch die Punktzahl der Laufzeittestelemente für stationäre und Kalibrierungsanwendungsfälle.

Warum die Batterieleistung bewerten? Natürlich ist der Einfluss eines Smartphones auf die Stromrechnung im Vergleich zu Heizung oder Beleuchtung nahezu vernachlässigbar, aber wenn das Smartphone effizient ist, wird nur ein kleinerer Akku benötigt (wodurch das Smartphone leichter und kompakter wird). Eine gute Leistung spiegelt auch die Designqualität und die Softwareleistung des Telefons wider. Mit anderen Worten: Hocheffiziente Geräte sind auch besser konstruiert.

Punktzahl

Eine kurze Anmerkung zu unserem Bewertungssystem (wir erläutern es ausführlich in einem Einführungsartikel ): Wir haben aus den Ergebnissen dreier Testelemente (Laufzeit, Ladung und Leistung) einen Gesamtakku-Score berechnet. Den Ausdauer-Score haben wir aus den Ergebnissen von drei verschiedenen Tests berechnet: stationäre, mobile und kalibrierte Anwendungsfälle. Unsere Ladebewertung berücksichtigt vollständige und schnelle Ladeergebnisse sowie die Linearität des Akkus. Schließlich berücksichtigt unser Leistungswert die Leistung des Ladegeräts sowie den gesamten Stromverbrauch, der in typischen Nutzungsszenarien und Kalibrierungsanwendungsfällen gemessen wird.

Testen Sie die Einstellungen für Telefone mit Klappbildschirm

Die Akkuleistungs-Benchmarks von DXOMARK basieren auf klassischen Single-Screen-Smartphones. Falttelefone verfügen jedoch über mehrere Möglichkeiten, bestimmte Apps und Funktionen zu nutzen, was das Batterietestteam vor neue Herausforderungen stellt, die bei der Bewertung der Batterieerfahrung des Geräts berücksichtigt werden müssen. Beispielsweise stellt die Nutzung von Social-Media-Apps auf einem Telefon mit aufgeklapptem oder eingeklapptem Bildschirm unterschiedliche Anforderungen an den Akku.

Deshalb muss das Batterieteam die Benchmarks für faltbare Telefone verfeinern. Um sicherzustellen, dass diese Optimierung möglichst genau und zum Testen geeignet war, haben wir drei Tests in den Optimierungsprozess einbezogen – zusammengeklappt, aufgeklappt und eine Kombination aus beiden, je nachdem, wie sich das Telefon am wahrscheinlichsten verwenden wird. Wenn wir beispielsweise Anrufe, soziale Apps und GPS-Navigation nutzen, testen wir mit zusammengeklapptem Telefon, da solche Anwendungsfälle bei Bewegungen im Freien weniger wahrscheinlich mit aufgeklapptem Bildschirm verwendet werden.

Einige Benutzer sagen möglicherweise, dass die GPS-Navigation mit erweitertem Bildschirm getestet werden kann, da dadurch die Karte auf dem großen Bildschirm besser genutzt wird. Wenn man jedoch bedenkt, dass der aufgeklappte Bildschirm die Größe eines Tablets hat, ist es unpraktisch, ihn im Auto zu halten oder zu befestigen. Die realistischere und wahrscheinlichere Möglichkeit, die GPS-Navigation zu nutzen, könnte sein, wenn der Bildschirm zusammengeklappt ist. Selbst wenn der Benutzer es beim Gehen benutzt, bleibt das Telefon wahrscheinlich zusammengeklappt.

Neben dem größeren Bildschirm bietet das Faltdisplay-Mobiltelefon einen weiteren Vorteil: Es verfügt über eine Multi-Screen-Funktion, die Multitasking mit geteiltem Bildschirm durchführen kann. Benutzer können beispielsweise mit Freunden chatten und Nachrichten senden, während sie sich Videos auf dem Bildschirm ansehen. Dieser spezielle Anwendungsfall ist jedoch noch nicht in unseren Akku-Benchmarks enthalten.